热水作为热媒，具有适用于蓄热的一些特性。由于水的比热容大，系统的热容量也大，因而能适应热负荷的较大波动，而不致对系统的压力状态和流量特性产生显著彩响。热水蓄热器的工作原理主要基于水的两个性质:①水的热导率相对较小，当水处于静止状态时，不同温度的相邻水层之问的热流也较小;②水的密度随温度的差异而不等，温度低、密度大趋于下沉，温度高、密度小趋于上浮。这种温度的明显分层现象，正是置换式热水蓄热器工作所依据的原理。
置换式热水蓄热器大多是做成立式筒形容器。当负荷减小，热源设备供热量有多余时，来自热源设备的较高温度的水，由上方进入蓄热器，将蓄热器内温度相对较低的水向下推移，不同温度热水之间的接触界面层下移。反之，当负荷增大，热源设备供热量不足时，来自用热设备温度相对较低的回水，由蓄热器的下部接管进入，蓄热器中温度相对较高的热水从容器的上部引出，进入供热管网，容器内不同温度热水之间的接触界面层上移。在这一过程中，不同温度水之间几乎完全不发生混合。不同温度水边界层的厚度一般不大，它在很大程度上取决于蓄热器的结构、外形、温度差和进出水流量等因素。
热水蓄热器不仅作为热源和供热设备容量的补充，而且可作为瞬时应变供热的可靠设施，广泛应用于热水供应系统。常用的容积式换热器和一定容积的热水箱，便是一种简单的热水蓄热装置。但是，在空调的热源装置中应用还比较少。随着太阳能利用、热泵供暖和电热锅炉这类以电力为能源的供热设备的采用，热水荔热技术必将得到越来越多的应用。
